JP2006287090A - 内燃機関用点火コイル - Google Patents

Abstract

【課題】 磁気逆バイアスをかけるための永久磁石のコストを低減することができ、また永久磁石の厚みを変えずに、簡単にかつ製造上の歩留まりを悪化させることなく、磁気抵抗を小さくすることができるようにする。
【解決手段】 内燃機関用点火コイル１００の中央鉄心５の端面５ａは、外周鉄心６に向けて拡幅され、その拡幅された端面５ａの中央領域５ｂに、鉄心部７に磁気逆バイアスをかける永久磁石８が配置されている。そして、端面５ａの、永久磁石８が存在しない外周領域５ｃと、その外周領域５ｃに対応する外周鉄心６との間の外周側隙間Ｇを永久磁石８の厚みΔｔより短縮させ、一次コイル１で発生した磁束が永久磁石８を透らずに外周側隙間Ｇを透るようにしている。
【選択図】 図１

Description

本発明は、例えば自動車のエンジンの点火プラグにおいて火花放電を発生させるために高電圧を供給するモールド型の内燃機関用点火コイルに関するものである。

従来、磁力線が一次コイルボビンの筒内周を透る中央鉄心と二次コイルボビンの外周を透る外周鉄心との間に、両鉄心を磁気的に直列に結合する永久磁石を配設した内燃機関用点火コイルが知られている（例えば下記の特許文献１参照）。
特開２０００−１８２８６０号公報

図５、図６は従来の永久磁石を配設した内燃機関用点火コイル要部の一例を示す図で、図５は斜視図、図６は上面図である。これらの図において、内燃機関用点火コイル２００は、一次コイル（図示省略）及び二次コイル２２をそれぞれ巻回し同心状に配設した筒状の一次コイルボビン（図示省略）及び二次コイルボビン２４と、一次コイルボビンの筒内に位置する中央鉄心２５及び二次コイルボビン２４の外周に位置する外周鉄心２６からなる、磁力線の閉磁路を成す鉄心部２７と、中央鉄心２５と外周鉄心２６との間に介在させ鉄心部２７に磁気逆バイアスをかける永久磁石２８と、を有している。

上記の永久磁石２８は、中央鉄心２５の一端側の拡幅された端面２５ａの中央領域２５ｂに配置されている。端面２５ａのうち、永久磁石２８が存在しない外周領域２５ｃとその外周領域２５ｃに対応する外周鉄心２６との間の外周側隙間Ｇは、永久磁石２８の厚みΔｔと同じ距離になっている。このため、一次コイルで発生した磁束は、磁気抵抗の小さい経路を選択し永久磁石２８を透るようになる。

しかし、上記のように、一次コイルで発生した磁束が永久磁石２８を透る場合、次のような問題点を有していた。

（１）永久磁石２８の固有保持力を高い値に保つ必要があり、このために、高価なグレードの永久磁石を用いなければならず、コストが高く付いていた。

なお、ここで固有保持力とは、点火コイルの耐久性（不可逆減磁）に直接影響する要因であり、一次コイルから発生する永久磁石２８とは逆方向の磁束が、永久磁石２８の母体を透る際に、永久磁石２８の内部磁界とは逆の方向に磁界が発生するために、その磁界によって永久磁石２８が逆方向に磁化されない（不可逆減磁されない）ように保持する力をいう。

（２）鉄心部２７（２５，２６）で形成される磁気回路の磁気抵抗を小さくするには、永久磁石２８の厚みΔｔを薄くする必要があるが、薄くすると、永久磁石２８の母体を透る逆方向の磁束量や逆バイアス値が変化する。このため、永久磁石２８の材質から見直す必要がある。したがって、設計が煩雑化し、磁気抵抗を小さくするのが困難であった。また、永久磁石２８の厚みΔｔを薄くすると、永久磁石２８の機械強度が低下し、製造上の歩留まりが悪化するため、この点からも磁気抵抗を小さくするのが困難であった。

この発明は上記に鑑み提案されたもので、磁気逆バイアスをかけるための永久磁石のコストを低減することができ、また永久磁石の厚みを変えずに、簡単にかつ製造上の歩留まりを悪化させることなく、磁気抵抗を小さくすることができる内燃機関用点火コイルを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、一次コイル及び二次コイルをそれぞれ巻回し同心状に配設した筒状の一次コイルボビン及び二次コイルボビンと、一次コイルボビンの筒内に位置する中央鉄心及び二次コイルボビンの外周に位置する外周鉄心からなる、磁力線の閉磁路を成す鉄心部と、中央鉄心と外周鉄心との間に介在させ鉄心部に磁気逆バイアスをかける永久磁石と、を有する内燃機関用点火コイルにおいて、上記永久磁石は、中央鉄心の一端側の端面中央領域に配置され、その端面の、永久磁石が存在しない外周領域と、その外周領域に対応する外周鉄心との間の隙間を短縮させ、一次コイルで発生した磁束が永久磁石を透らずに中央鉄心の外周領域と外周鉄心との間の隙間を透るようにした、ことを特徴としている。

この発明の内燃機関用点火コイルでは、永久磁石を中央鉄心の一端側の端面中央領域に配置し、その端面の、永久磁石が存在しない外周領域と、その外周領域に対応する外周鉄心との間の外周側隙間を短縮させ、一次コイルで発生した磁束が永久磁石を透らずに外周側隙間を透るようにした。すなわち、永久磁石の磁束が透る磁路と、一次コイルより発生する磁束の透る磁路とを別け、一次コイルより発生する、永久磁石の磁束とは逆方向の磁束が直接永久磁石の母体を透らないようにした。したがって、永久磁石に固有保持力が小さいものを採用することができ、永久磁石の材質のグレードを下げて、永久磁石のコストを低減することができる。

また、外周側隙間を短縮させることで、磁気抵抗を小さくすることができる。したがって、磁気抵抗の低減を、永久磁石の厚みを変えることなく、簡単にかつ製造上の歩留まりも悪化させることなく、行うことができる。

この発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。

図１はこの発明の内燃機関用点火コイルの外観図、図２は図１のＡ−Ａ断面図、図３はこの発明の内燃機関用点火コイル要部の斜視図、図４はこの発明の内燃機関用点火コイル要部の上面図である。これらの図において、この発明の内燃機関用点火コイル１００は、一次コイル１を巻回し同心状に配設した筒状の一次コイルボビン３と、二次コイル２を巻回し同心状に配設した筒状の二次コイルボビン４と、一次コイルボビン３の筒内に位置する中央鉄心５及び二次コイルボビン４の外周に位置する外周鉄心６からなる、磁力線の閉磁路を成す鉄心部７とを有している。

一次コイルボビン３は、例えば合成樹脂などの電気的絶縁材にて角筒状に一体的に形成されたものであり、その外周には一次コイル１が巻回される。一方、二次コイルボビン４は、一次コイル１の外周部分に同心状に配設されており、例えば合成樹脂などの電気的絶縁材にて構成されている。また、この二次コイルボビン４には、二次コイル２を分割巻するための仕切として機能する複数の鍔部９…が一体的に形成されている。即ち、その長さ方向の複数箇所に周状に設けた鍔部９…で二次コイルボビン４を仕切り、各鍔部９の間を二次コイル２の分割巻線溝としている。そして、この二次コイルボビン４には、例えば一次コイル１と巻線比１：７０〜１２０となる二次コイル２が、各鍔部９を仕切部材として分割巻にて巻回されている。

中央鉄心５は、例えば短冊状の珪素鋼板を積層して角柱状に形成してあり、一次コイルボビン３の角筒内に挿通してある。一方、外周鉄心６は、例えば比較的厚みの薄い楕円状の珪素鋼板を二次コイルボビン４の外周位置にて、積層して形成してある。

中央鉄心５の端面５ａは、外周鉄心６に向けて拡幅され、その拡幅された端面５ａの中央領域５ｂに、鉄心部７に磁気逆バイアスをかける永久磁石８が配置されている。外周鉄心６の内周面と永久磁石８、及び中央鉄心５の端面５ａと永久磁石８とを、永久磁石８の磁力による着磁または鉄心形状による嵌合などにより接合して閉磁路を形成し、磁気回路を構成している。

そして、この発明においては、端面５ａの、永久磁石８が存在しない外周領域５ｃと、その外周領域５ｃに対応する外周鉄心６との間の隙間Ｇ（以下、「外周側隙間Ｇ」という）を永久磁石８の厚みΔｔより短縮させ、一次コイル１で発生した磁束が永久磁石８を透らずに外周側隙間Ｇを透るようにしている。

一次コイル１と一次端子１１、及び二次コイル２と高圧端子１２とは、それぞれ電気的に接続されており、一次コイル１に所定の電流を通電した後に、スイッチングモジュール１８を用いて遮断すると、二次コイル２に発生した高電圧の電流は高圧端子１２からハイテンションコードを介して点火プラグに供給され、その先端の電極間に火花が出るようになっている。

絶縁ケース１０の開口端からエポキシ樹脂などの絶縁性を有する熱硬化性樹脂１３を注入し、これにより、絶縁ケース１０内部の一次コイル１、二次コイル２を同心状に、また中央鉄心５及び外周鉄心６並びに永久磁石８などを所定の位置にそれぞれ固定している。また、絶縁ケース１０には座部１９が突出して設けられ、この座部１９にボルトを通して内燃機関用点火コイル１００をエンジンのヘッドに固定するようになっている。

以上のように、この実施の形態では、永久磁石８を中央鉄心５の一端側の端面５ａの中央領域５ｂに配置し、その端面５ａの、永久磁石８が存在しない外周領域５ｃと、その外周領域５ｃに対応する外周鉄心６との間の外周側隙間Ｇを永久磁石８の厚みΔｔより短縮させ、一次コイル１で発生した磁束が永久磁石８を透らずに外周側隙間Ｇを透るようにした。すなわち、永久磁石８の磁束が透る磁路と、一次コイル１より発生する磁束の透る磁路とを別け、一次コイル１より発生する、永久磁石８の磁束とは逆方向の磁束が直接永久磁石８の母体を透らないようにした。したがって、永久磁石８に固有保持力が小さいものを採用することができ、永久磁石８の材質のグレードを下げて、永久磁石８のコストを低減することができる。

また、外周側隙間Ｇを短縮させることで、磁気抵抗を小さくすることができる。したがって、磁気抵抗の低減を、永久磁石８の厚みΔｔを変えることなく、簡単にかつ製造上の歩留まりも悪化させることなく、行うことができる。

この発明の内燃機関用点火コイルの外観図である。 図１のＡ−Ａ断面図である。 この発明の内燃機関用点火コイル要部の斜視図である。 この発明の内燃機関用点火コイル要部の上面図である。 従来の永久磁石を配設した内燃機関用点火コイル要部の一例を示す斜視図である。 従来の永久磁石を配設した内燃機関用点火コイル要部の一例を示す上面図である。

符号の説明

１ 一次コイル
２ 二次コイル
３ 一次コイルボビン
４ 二次コイルボビン
５ 中央鉄心
５ａ 中央鉄心の一方の端面
５ｂ 端面の中央領域
５ｃ 端面の外周領域
６ 外周鉄心
７ 鉄心部
８ 永久磁石
９ 鍔部
１０ 絶縁ケース
１１ 一次端子
１２ 高圧端子
１３ 熱硬化性樹脂
１８ スイッチングモジュール
１９ 座部
１００ 内燃機関用点火コイル
Ｇ 外周側隙間
Δｔ 永久磁石の厚み

Claims (1)

1. 一次コイル及び二次コイルをそれぞれ巻回し同心状に配設した筒状の一次コイルボビン及び二次コイルボビンと、一次コイルボビンの筒内に位置する中央鉄心及び二次コイルボビンの外周に位置する外周鉄心からなる、磁力線の閉磁路を成す鉄心部と、中央鉄心と外周鉄心との間に介在させ鉄心部に磁気逆バイアスをかける永久磁石と、を有する内燃機関用点火コイルにおいて、
   上記永久磁石は、中央鉄心の一端側の端面中央領域に配置され、その端面の、永久磁石が存在しない外周領域と、その外周領域に対応する外周鉄心との間の隙間を短縮させ、一次コイルで発生した磁束が永久磁石を透らずに中央鉄心の外周領域と外周鉄心との間の隙間を透るようにした、
   ことを特徴とする内燃機関用点火コイル。

Images